- الوحدات الرئيسية والمساعدة
- ميزات البرمجة المعيارية
- نمطية
- تعريف الوظيفة
- نطاق المتغيرات
- إنها إجرائية
- أمثلة البرمجة المعيارية
- نمطية في الحياة الحقيقية
- وظائف في جافا
- مميزات
- برمجة المشروع المستقلة
- تطوير البرامج بكفاءة
- الاستخدام المتعدد للوحدات
- سهولة التصحيح والتعديل
- سلبيات
- هيكل موجه بشكل مفرط
- الوحدات صغيرة جدًا
- تتحلل بدون سبب
- التطبيقات
- لغة سي
- المراجع
ل برمجة وحدات هي تقنية تستخدم لتطوير البرمجيات، حيث ينقسم البرنامج إلى عدة كتل صغيرة أو عناصر مستقلة تسمى وحدات، والتي هي التحكم ومنطقية وظيفية.
الوحدة عبارة عن كتلة من العبارات التي تحل مشكلة معينة. تحتوي كل وحدة على كل ما هو ضروري لأداء وظائفها الخاصة ويمكن تحريرها أو تعديلها دون التأثير على بقية المشروع.
مثال على حل مشكلة باستخدام الوحدات. المصدر: Kayau / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0)
يتم تحقيق طريقة البرمجة هذه من خلال الحفاظ على واجهة وحدة دائمة يتم استخدامها بواسطة مكونات البرامج الأخرى من أجل الوصول إلى وظائف كل وحدة.
تفرض الوحدات حدودًا منطقية بين المكونات ، مما يؤدي إلى تحسين إمكانية الصيانة. يتم دمجها من خلال واجهات ، تم تصميمها بطريقة تقلل من التبعية بين الوحدات المختلفة.
الوحدات الرئيسية والمساعدة
الوحدة الرئيسية والعديد من الوحدات الثانوية هي التي تشكل البرمجة المعيارية. من الوحدة الرئيسية ، يتم إجراء استدعاءات لوظائف الوحدات المساعدة.
توجد هذه المكونات الإضافية كملفات منفصلة قابلة للتنفيذ ، يتم تحميلها عند تشغيل الوحدة النمطية الرئيسية. كل وحدة لها اسم فريد معين في بيان البرنامج.
يمكن لفرق العمل تطوير وحدات مختلفة بشكل منفصل دون الحاجة إلى معرفة جميع وحدات النظام. يرتبط كل تطبيق معياري برقم إصدار لتوفير المرونة للمطورين في صيانة الوحدة.
ميزات البرمجة المعيارية
نمطية
لا يحتاج الكمبيوتر إلى نسخة مجزأة من الكود من أجل تشغيله. إن القيود المعرفية البشرية هي التي تجبرك على كتابة التعليمات البرمجية في أجزاء أصغر.
يمكن أن يحتوي البرنامج على وظائف أخرى ويمكن أن يشير أيضًا إلى الوظائف الموجودة في ملفات أخرى. هذه الوظائف أو الوحدات النمطية هي مجموعات من العبارات التي تُستخدم لإجراء عملية أو حساب قيمة.
من أجل الحفاظ على البساطة وسهولة القراءة في البرامج الكبيرة والمعقدة ، يتم استخدام وظيفة رئيسية قصيرة بالتزامن مع وظائف أخرى ، بدلاً من وظيفة رئيسية طويلة.
من خلال فصل البرنامج إلى مجموعات من الوحدات ، سيكون من السهل فهم كل وحدة ، وبالتالي الامتثال للإرشادات الأساسية للبرمجة المنظمة.
تعريف الوظيفة
تتكون الوظيفة من إعلان تعريفها متبوعًا بأوامر وعبارات. الشكل العام للدالة هو:
Function_name (إعلان المعلمة) {
جمل؛
أوامر.
عودة التعبير
}
- يمثل إعلان المعلمات المعلومات التي يتم تمريرها إلى الوظيفة.
- يتم تعريف المتغيرات الإضافية المستخدمة على وجه التحديد بواسطة الوظيفة في الجمل.
- يجب أن تتضمن جميع الوظائف بيان الإرجاع.
نطاق المتغيرات
المتغيرات المعلنة داخل الوظيفة الرئيسية أو في الوظائف المعرفة من قبل المستخدم تسمى المتغيرات المحلية. هذه لها قيمة عند تنفيذ الوظيفة ، ولكن لا يتم الاحتفاظ بقيمتها عند اكتمال الوظيفة.
المتغيرات التي تم الإعلان عنها خارج البرنامج الرئيسي أو للوظائف المعرفة من قبل المستخدم تسمى المتغيرات العالمية. يمكن الحصول على هذه المتغيرات من أي دالة داخل البرنامج.
إنها إجرائية
البرمجة المعيارية إجرائية تمامًا ، لأنها موجهة تمامًا لكتابة التعليمات البرمجية للوظائف ، دون مراعاة البيانات.
أمثلة البرمجة المعيارية
نمطية في الحياة الحقيقية
لنفترض أن منزلًا به كهرباء ، به عدة منافذ على الجدران. يسمح لك هذا النظام بتوصيل العديد من الأجهزة الكهربائية ، مثل الميكروويف والغسالة والمجفف وما إلى ذلك.
تم تصميم هذه الأجهزة لأداء مهمتها المحددة عند توصيلها وتشغيلها ، بغض النظر عن مكان وجودها.
يجب أن تتبع وحدات التطبيق نفس الفلسفة. هذا يعني أنه يتعين عليهم فقط أداء مهمتهم المحددة بغض النظر عن مكان وجودهم في التطبيق ، أو حتى التطبيق الذي يتصلون به.
أيضًا ، تمامًا كما يمكن فصل الجهاز الكهربائي بسهولة عن المنفذ ، يجب تصميم الوحدة بطريقة يمكن إزالتها بسهولة من أحد التطبيقات.
مثلما لا تؤثر إزالة الجهاز الكهربائي على وظائف الأجهزة الأخرى المتصلة ، فإن إزالة الوحدات النمطية من أحد التطبيقات يجب ألا تؤثر على وظائف الوحدات النمطية الأخرى لهذا التطبيق.
وظائف في جافا
تتم كتابة الوحدات النمطية في Java كوظائف مستقلة. على سبيل المثال ، قد يكون لديك وظيفة أو كتلة تعليمات برمجية لحساب المعدل التراكمي للطالب بناءً على درجاته في جميع الدورات التي درسوها.
تحتاج الوظيفة إلى الحصول على قائمة الدرجات كمدخلات ثم إرجاع متوسط التقدير المحسوب:
تسمى هذه الوظيفة CalculateAverageNote. يتلقى كإدخال قائمة من الملاحظات ، باستخدام مجموعة من نوع البيانات مزدوج ، وإرجاع المتوسط المحسوب.
في الدالة ، تتم تهيئة مجموع المتغير المحلي إلى الصفر ، وبعد ذلك ، باستخدام حلقة for ، تتم إضافة جميع المؤهلات إلى المجموع. أخيرًا ، يتم تقسيم المبلغ الذي تم الحصول عليه على عدد الملاحظات ، وإرجاع القيمة الناتجة.
إذا كانت مصفوفة الإدخال تحتوي على الملاحظات 3.5 و 3.0 و 4.0 ، بعد إضافتها ، فسيكون مجموع القيمة 10.5 ثم يتم تقسيمها على 3 ، لأن هناك ثلاث ملاحظات. ستعيد الدالة القيمة 3.5.
مميزات
برمجة المشروع المستقلة
يمكن للمبرمجين المتعددين العمل في نفس المشروع إذا تم تقسيمه إلى وحدات. يمكن للمبرمجين المختلفين تصميم وحدات برامج مختلفة بشكل مستقل ، وهو أمر مطلوب لبرنامج كبير ومعقد.
تطوير البرامج بكفاءة
يمكن تطوير البرامج بسرعة أكبر ، حيث أن الوحدات الصغيرة المستقلة أسهل في الفهم والتصميم والاختبار من البرامج الكبيرة.
يمكن للمبرمج توفير المدخلات اللازمة والتحقق من صحة الوحدة من خلال فحص مخرجاتها.
الاستخدام المتعدد للوحدات
غالبًا ما تكون التعليمات البرمجية المكتوبة لأحد البرامج مفيدة في برامج أخرى. تسمح البرمجة المعيارية بحفظ هذه الأقسام لاستخدامها في المستقبل. نظرًا لأن الكود قابل للنقل ، يمكن ربط الوحدات المحفوظة بأي برنامج آخر يلبي متطلبات الإدخال والإخراج.
مع البرمجة المتجانسة ، يتم تضمين هذه الأقسام من التعليمات البرمجية في البرنامج وغير متاحة للاستخدام من قبل البرامج الأخرى.
سهولة التصحيح والتعديل
الوحدة النمطية أصغر من البرنامج الكامل ، لذلك من السهل اختبارها. يمكن كتابة كل وحدة واختبارها بشكل منفصل عن باقي البرنامج. بعد اختبار الوحدة ، يمكن استخدامها في برنامج جديد دون الحاجة إلى اختبارها مرة أخرى.
عندما يتعين تعديل البرنامج ، تعمل البرمجة المعيارية على تبسيط المهمة. يمكن ربط الوحدات الجديدة أو التي تم تصحيحها ببرنامج موجود دون تغيير باقي البرنامج.
سلبيات
هيكل موجه بشكل مفرط
تستخدم هذه البرمجة واجهات ، وهي فكرة فعالة جدًا. للاستفادة من ذلك ، تأتي بعض الأطر مع مجموعة كاملة من الفئات القابلة للتبديل. على سبيل المثال ، للتعامل مع الاستمرارية ، يمكن أن تكون هناك فئات متعددة تقوم بتنفيذ واجهة استمرار.
ومع ذلك ، يتم الخلط بين بيئات التطوير المتكاملة (IDEs) حول هذا الموضوع. على سبيل المثال ، قد تحاول العثور على مصدر طريقة ، ولن يعرف IDE الطريقة التي تريد رؤيتها ، وبالتالي يعرض قائمة طويلة من الملفات حيث توجد طريقة بهذا الاسم.
الوحدات صغيرة جدًا
هناك الكثير من الوحدات النمطية التي تحتوي فقط على وظيفة صغيرة جدًا. تتطلب كل وحدة مزيدًا من التحليل ووقت المعالجة ، بالإضافة إلى عنوانها في الكود.
لذلك ، فإن استخدام العديد من الوحدات الصغيرة سيضيف زيادة في نظام الترجمة ، مما يزيد من حجم الحزمة.
تتحلل بدون سبب
بعض الرموز لا تتغير أبدًا. في هذه الحالات ، قد لا يكون من المنطقي محاولة جعله يبدو أنظف أو بمنطق مجرد ، إذا كان استخدامه يعمل بشكل جيد.
هناك رموز لا تبدو جميلة جدًا ، لكنها لم تتغير كثيرًا في السنوات الأخيرة. لا يوجد سبب لتحليل الكود الذي لم يتغير أبدًا ويعمل بالفعل بشكل جيد في وحدات.
التطبيقات
البرمجة المعيارية هي مجرد مفهوم. يمكن تطبيق ممارساتها في أي لغة برمجة ، خاصة تلك ذات الطبيعة الإجرائية ، والتي تحتوي على برنامج مجمع بشكل منفصل.
يمكن دمج مكتبات المكونات التي تم إنشاؤها من وحدات نمطية مجمعة بشكل منفصل في مجموعة باستخدام أداة برمجة تسمى الرابط.
يجب أن تكون أسماء الوظائف في الوحدات النمطية المختلفة فريدة من أجل تسهيل الوصول إليها في حالة ضرورة تصدير الوظائف التي تستخدمها الوحدة النمطية الرئيسية.
من بين لغات البرمجة التي تدعم مفهوم البرمجة المعيارية C و Ada و PL / I و Erlang و Pascal و Algol و COBOL و RPG و Haskell و Python و HyperTalk و IBM / 360 Assembler و MATLAB و Ruby و IBM RPG ، SmallTalk ، Morpho ، Java (تعتبر الحزم وحدات نمطية) ، Perl ، إلخ.
لغة سي
يمكن تطبيق البرمجة المعيارية بلغة C لأنها تسمح بمعالجة صعوبة كبيرة من خلال فصلها إلى عدة وحدات.
كل من هذه الوحدات تحل مشكلة معينة ، في حين أن البرنامج الرئيسي ، وهو مجموعة من هذه الإجراءات ، يحل المشكلة ككل.
كل وظيفة محددة في C يمكن الوصول إليها بشكل افتراضي عالميًا. يمكن القيام بذلك عن طريق تضمين ملف الرأس ، حيث يتم تحديد تنفيذ الوظيفة.
على سبيل المثال ، نريد الإعلان عن نوع بيانات المكدس وأيضًا أن التنفيذ وهيكل البيانات مخفيان عن المستخدمين.
يمكن القيام بذلك عن طريق تحديد ملف عام يسمى stack.h ، والذي سيحتوي على البيانات العامة مع نوع بيانات المكدس والوظائف التي يدعمها نوع بيانات المكدس.
مكدس. h:
مكدس خارجي 1 ؛
خارجي int stack_do_something (باطل) ؛
يمكنك الآن إنشاء ملف يسمى stack.c يحتوي على تنفيذ نوع بيانات المكدس:
المراجع
- CIO Wiki (2019). البرمجة المعيارية. مأخوذة من: cio-wiki.org.
- تعريفات تكنولوجيا المعلومات (2020). البرمجة المعيارية. مأخوذة من: defit.org.
- نيو مكسيكو تك (2020). برمجة معيارية مع وظائف. مأخوذة من: ee.nmt.edu.
- كريستيان مايولي (2020). 3 تقنيات إبداعية لكتابة كود معياري. منارة التكنولوجيا. مأخوذة من: techbeacon.com.
- Geeks for Geeks (2020). نهج معياري في البرمجة. مأخوذة من: geeksforgeeks.org.
- دراسة (2020). البرمجة المعيارية: التعريف والتطبيق بلغة جافا. مأخوذة من: study.com.